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从20世纪60年代到21世纪30年代,全球植物蛋白和动物蛋白的人均需求量和年需求量都在显著增长。针对日益增长的蛋白需求，传统蛋白质生产方式倍感压力，这些传统技术往往面临着效率低、成本上升和一系列技术挑战。随着合成生物学的发展，催生出前沿的蛋白质生产模式—微生物“蛋白工厂”。
微生物因其独特的生物学特性而备受瞩目，使其成为了高效蛋白质生产的理想选择。利用微生物作为“蛋白工厂”来生产各类功能性蛋白质，已成为当前生命科学研究的热点。与哺乳动物细胞相比，这种全新的蛋白质生成模式具有生产高效、可控性强、表达水平高、低成本、安全性高的优势。
● 高效生产
微生物生命周期较短，能够快速繁殖并扩大生产规模，这意味着可以在相对较短的时间内产生大量目标蛋白。
● 可控性强
微生物生长和蛋白质表达可控，通过调整培养条件、基因组工程等手段来优化目标蛋白的产量和纯度。同时，微生物的基因组工程技术相对成熟，可以较容易地对其进行遗传改造，以实现特定蛋白质的高效表达和分泌。
● 表达水平高
微生物通常可以在其细胞内高效表达外源基因，从而产生大量目标蛋白。这使得微生物成为生产重组蛋白的理想平台。
● 安全性高
细菌和酵母等微生物通常被认为是安全的生产宿主，其生产过程相对较为稳定，能够减少污染和不良反应的风险。
● 成本低
微生物对培养条件的要求通常较为简单，只需提供适当的培养基、温度和氧气等条件即可。这可以大大降低生产成本和复杂性。
doi: 10.1360/TB-2023-0013
加速蛋白药物研发
微生物蛋白生产技术可以被用来高效地表达和生产重组蛋白药物和抗体药物等。通过工程微生物菌株生产，不仅降低了成本，还能实现高产量和高纯度。这种可定制化的生产方式促进了新药开发进程以及生物制药技术的创新。
食品营养与功能蛋白生产
发酵生产的微生物蛋白可以增加食品的蛋白质含量，提高营养价值；也适用于制造植物性蛋白替代品，满足素食者和严格饮食限制者的蛋白质需求。此外，还能生产具有特定功能的蛋白，如益生菌、酶等，改善食品的口感、消化性和健康功效。
动物饲料优化
微生物蛋白作为蛋白质补充来源，富含优质氨基酸，满足动物生长发育所需；可替代传统蛋白源如大豆粕、鱼粉，降低生产成本，减少资源依赖，有利于环境保护；部分微生物蛋白还可作为发酵饲料添加剂，促进饲料发酵，提升营养价值和消化率。同时，微生物蛋白具备功能性特征，如抗菌、抗氧化，在改善动物免疫功能和健康方面发挥积极作用。
酶蛋白生产效率提升
微生物是酶蛋白的重要来源。通过优化微生物培养条件、基因编辑和代谢工程等技术，可以提高酶蛋白的生产效率。这对于生物工艺、工业生产和可持续发展具有重要意义，例如在生物燃料生产、食品加工、洗涤剂制造等领域，高效的酶蛋白生产可以提高生产效率，降低成本，并减少对环境的影响。
微生物蛋白质生产的迅猛发展不仅是一种趋势，更是传统蛋白质生产模式的转变。通过利用快速繁殖和基因多样性进行高效、可控的合成，推动医疗和科技领域的突破与创新，为生命科学和工程技术带来了更多可能性。尽管微生物培养相对简单，但后续纯化、大规模扩展仍存在挑战。未来，我们可以从原料、菌株、设备和工艺等方面着手解决。
九游会J9生物作为合成生物学赋能技术领导者，凭借领先的设计与先进的制造为您提供全面的合成生物学技术平台。从DNA序列设计与合成到蛋白表达与纯化，微生物基因编辑等服务，我们为您量身定制了一整套服务，助力科学家们在微生物“蛋白工场”应用中的新突破。
九游会J9生物以卓越的客户服务为宗旨，致力于提供高质量的产品和优质的服务。与我们合作，您可以期待超过95%的成功率，从毫克到千克级的生产规模，2-4周的快速交付时间以及一站式服务。
酵母蛋白表达&纯化
酵母表达系统兼备了原核表达和高等真核表达的优势，包括表达水平高、培养条件简单、可对多数蛋白进行翻译后修饰、可大规模生产、安全无毒等。因此，在重组蛋白的生产和制备领域中，被视为一种高效的工具。
原核蛋白表达&纯化
原核生物表达系统是最早被采用且较为熟悉的蛋白表达系统，该表达系统常以大肠杆菌（E.coli）作为宿主细胞，其具备遗传背景清晰、表达效率高、抗污染能力强、周期短、成本低、操作简便等诸多优点。
我们的团队依托专业的DNA“读”-“写”-“编”平台，结合经验丰富的基因编辑相关技术，可实现对微生物基因组的高效、精准编辑。我们已经在大肠杆菌细胞和酵母细胞中建立了CRISPR基因编辑系统。通过优化生产宿主、提高蛋白质产量和质量，推动了微生物生产蛋白质技术的发展和应用。
Reference
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